이강욱 SK하이닉스 부사장 "7세대 HBM부터 고객 맞춤형에 집중"

"HBM 성능 발전할수록 수요 증가…2025년까지 연평균 109%↑"
"HBM4 16단 제품에 어드밴스드 MR-MUF·하이브리드 본딩 동시 준비"

[아이뉴스24 권용삼 기자] "응용 제품에 따라 다르지만 고대역폭 메모리(HBM) 세대가 발전하면서 훈련, 추론 인공지능(AI) 서버에 탑재되는 평균 채택 숫자는 더 늘어날 것입니다."

이강욱 SK하이닉스 PKG(패키징)개발 담당 부사장이 3일 대만 타이베이 난강전시장에서 열린 '이종집적 글로벌 서밋 2024'에서 'AI 시대를 위한 HBM과 어드밴스드 패키징 기술'이란 주제로 발표에 나서 이같이 말했다. 이번 행사는 오는 4일 개막하는 '세미콘 타이완 2024'의 세션 중 하나로 열렸다.

이강욱 SK하이닉스 PKG개발 담당 부사장이 '전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(EPS) 어워드 2024'에서 한국인 최초로 '전자제조기술상'을 수상하고 기념 사진 촬영을 하고 있는 모습. [사진=SK하이닉스]

이강욱 부사장은 이날 "AI와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시대에는 데이터 트래픽이 급증하며 메모리 대역폭 향상에 대한 요구가 커지고 있다"며 "메모리 성능에서 오는 시스템 병목 현상을 극복하기 위한 현존 최고 사양의 D램은 HBM이며 이는 AI 시스템의 훈련, 추론에도 최적의 제품"이라고 설명했다.

이어 "현재의 8단, 12단 HBM3E(5세대)는 초당 1.18TB 이상의 데이터를 처리하며 최대 36GB의 용량을 지원하는데, HBM4(6세대)는 12, 16단으로 공급되며 용량은 최대 48GB까지, 데이터 처리 속도는 초당 1.65TB 이상으로 성능이 발전한다"며 "HBM4부터는 베이스 다이에 로직 공정을 적용함으로써, 성능 및 에너지 효율 향상을 기대하고 있다"고 덧붙였다.

그러면서 이 부사장은 HBM 성능 발전에 따라 HBM에 대한 수요는 AI 시장에서 더 늘어날 것으로 내다봤다. 그는 "2023년부터 2032년까지 생성형 AI 시장은 연평균 27% 성장할 것으로 예상되는데, HBM 시장은 2022년부터 2025년까지 이미 연평균 109%의 성장이 예상된다"고 전했다.

SK하이닉스 'HBM3E 12단' 제품 이미지. [사진=SK하이닉스]

이와 같은 시장 성장세에 맞춰 SK하이닉스는 2015년 업계 최초로 HBM 제품을 양산 한 데 이어, 지난 3월 메모리 업체 중 최초로 5세대 제품인 HBM3E 8단 제품을 엔비디아에 납품하기 시작했다. 아울러 내년 하반기에는 HBM4 12단 제품을 출시할 예정이다. 특히 독자 개발한 패키징 기술로 에너지 효율과 열 방출(방열 성능)을 측면에서 제품 경쟁력을 끌어올리겠다는 전략이다.

SK하이닉스는 HBM 제품에 '매스 리플로우 몰디드 언더 필(MR-MUF)' 패키징 기술을 적용하고 있다. 이 기술은 낮은 본딩(칩 접합) 압력·온도 적용과 일괄 열처리가 가능해 생산성과 신뢰성 측면에서 타 공정 대비 유리하다는 평가다. 또 타 공정 대비 열 방출 측면에서 30% 이상의 성능 장점을 가졌다.

이 부사장은 "HBM3와 3E 8단 제품에 'MR-MUF', 12단 제품에 '어드밴스드 MR-MUF' 기술을 적용해 양산을 하고 있다"며 "내년 하반기 출하 예정인 HBM4 12단 제품에도 '어드밴스드 MR-MUF'를 적용해 양산할 계획"이라고 말했다.

이어 "16단 제품을 위해 '어드밴스드 MR-MUF'와 '하이브리드 본딩' 방식 모두에 대한 준비를 하고 있다"며 "고객 니즈에 부합하는 최적의 방식을 선택할 계획"이라고 덧붙였다.

그러면서 "최근 연구에서 16단 제품에 대한 '어드밴스드 MR-MUF' 기술 적용 가능성을 확인했다"며 "'하이브리드 본딩' 기술을 적용할 경우 제품 성능, 용량 증가 및 열 방출 측면에서 장점이 있으나, 기술 완성도 및 양산 인프라 준비 측면에서 해결해야 할 여러 선결 과제들이 있다"고 설명했다.

이에 SK하이닉스는 두 가지 방식에 대한 기술 완성도를 빠르게 높여, 메모리 고용량화에 대한 고객 니즈에 선제적으로 대응한다는 방침이다.

이 밖에 이 부사장은 이날 HBM4 이후 세대 제품 개발도 준비하고 있다고 강조했다. 그는 "HBM4 및 이후 세대 제품 개발을 준비하고 있다"며 "대역폭, 용량, 에너지 효율 측면에서의 기술적 난제들을 해결하기 위해 2.5D 및 3D SiP(시스템 인 패키지) 패키징 등을 포함 다양한 대응 방안을 검토하고 있다"고 말했다.

이어 "HBM4E(7세대)부터는 커스텀(맞춤형) 성격이 강해질 것으로 예상된다"며 "다양한 고객 요구에 효율적으로 대응하기 위한 생태계 구축 관점에서도 글로벌 파트너들과의 협력을 강화해 가고 있다"고 강조했다.

한편, 오는 4∼6일까지 진행되는 '세미콘 타이완 2024'는 대만 최대 규모의 반도체산업 전시회로, 파운드리 업계 1위인 TSMC를 비롯한 대만 기업을 중심으로 1000여개 글로벌 기업이 모여 반도체 재료와 장비 및 관련 기술을 선보일 예정이다.

/권용삼 기자(dragonbuy@inews24.com)